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본 연구에서는 삼국, 고려, 조선시대의 금동유물 각 한 점과 제작시기를 알 수 없는 금동유물 한 점 그리고 고려의 금은유물 한 점을 선택하여 도금층과 바탕금속 간에 일어나는 금속원소의 확산현상을 살펴보았다 . 그 결과 대부분의 유물에서 확산에 관한 직간접적인 증거가 확인되었으며, 특히 조선시대의 금동장식에 대한 분석결과로부터는 이러한 확산현상이 도금공정에 의도적으로 활용되었을 가능성이 제기되었다. 확산이 일어난 금동유물의 도금층에서는 표면에서 내부로 갈수록 점차 금함량이 감소하면서 구리함량이 증가하였으며 이로 말미암아 도금층과 바탕금속 간의 경계가 불분명해지는 것으로 드러났다. 이러한 점진적 조성변화는 열에 의한 확산에 기인하는 것으로, 도금층 전체에 산소함량이 매우 낮은 점으로 보아 이것이 매장도중 부식에 의하여 초래되었을 가능성은 매우 낮다. 확산정도에 따라 금동유물의 표면색조에는 차이가 발생하게 되는데, 확산에 의한 색조변화는 표면의 미소형태나 화학조성 면에서 부식에 의한 것과 분명하게 구별되는 것으로 밝혀졌다. 금은유물에서는 금은의 확산과 더불어 도금층의 수은도 바탕금속으로 이동하는 현상이 확인되었다.

Four gilded bronze objects and a gilded silver object were examined for elemental diffusion between the gilding layer and the mating matrix. The gilded bronzes consist of three objects from three different historical periods, the Korean Three Kingdoms period, the Koryo and the Choseon periods and one from an unknown period. The gilded silver was from the Koryo period. The amalgam process seems to have been the major technique employed for all of them in gilding. The occurrence of substantial diffusion was observed in all but the anonymous object, particularly in the Choseon artifact where evidence was found that the diffusion phenomenon was intentionally utilized in gilding. The gold content in the gilded bronzes decreases gradually from surface to interior while the copper content increases to the interior, making it difficult to locate the boundary between the gilding layer and the matrix. This gradual change in composition must have resulted from elemental diffusion at elevated temperatures. The oxygen content negligible in the gilding layer precludes the possibility of corrosion being responsible for the varying composition. It is observed that non-uniform diffusion caused variation of colors in the surface of gilded bronzes. The change of colors induced by diffusion, which is always accompanied by the unique surface morphology and chemical compositions, is distinguished from the color change by corrosion. In the gilded silver object, diffusion of mercury was observed along with that of gold and silver.

봉화 북지리 마애여래좌상(국보 제201호)은 신라시대 지방의 권력을 잘 보여주는 거대 석불로 중립질의 복운모화강암으로 구성되어있다. 이 불상의 전암대자율 측정결과, 평균 0.41(×10-3 SI unit)을 나타내며 주변의 기반암과 유사한 분포를 보였다. 현재 이 마애불상은 NE-SW 방향으로 평행한 불연속면이 발달하며, 박리․박락(41.5%), 입상분해(16.7%), 갈색 변색(40.0%)에 의한 손상이 심각하다. 초음파속도 측정 결과, 마애불상은 1,629㎧, 주변암반은 1,549㎧로 취약한 물성을 보였으나 과거 보존처리 전(628㎧)에 측정된 초음파 속도에 비해 약 900㎧ 정도 향상된 것으로 나타났다. 그러나 이는 여전히 낮은 값이다. 이 석불의 기반암에 대한 사면안정성 평가를 수행한 결과, 마애불상에서는 전도파괴의 가능성이, 자연암반에서는 평면 및 쐐기파괴의 가능성이 나타났다. 따라서 마애불상의 안정적인 보존을 위해서는 거동 가능성이 있는 암반에 대한 지속적인 모니터링이 시행되어야 하고, 붕괴 위험성이 높은 암반에 대해서는 지반강화 공법을 적용하여 보강해야 할 것으로 판단된다.

The Bukjiri Maaeyeoraejwasang (National Treasure No. 201) consists of two-mica granite in medium size, which was the simbol of power in the region of the Silla period. Magnetic susceptibility of the host rock was measured as 0.41(×10-3 SI unit), which has the similar range with surrounding outcrop. The Buddha developed parallel discontinuous plane of NE to SW strike and damaged seriously by exfoliation, granular disintegration and brown discoloration as 41.5%, 16.7% and 40.0%, respectively. As a result of the ultrasonic velocity, which was relatively weak values as 1,629㎧ (Buddha area) and 1,549㎧ (surrounding outcrop), improved about 900㎧ compared to last treatment. From the results of the evaluation for slope stability, identified the possibility of toppling failure in the Buddha, and planar and wedge failure in host rock. Therefore, we suggest for the safely conservation of the Buddha, continuance monitoring for understand behavior of discontinuity system of the surface, and necessitate foundation reinforcement method for the rock which has the danger of collapse.

태안 마도 출토 도자기를 대상으로 도자기 탈염에 일반적으로 사용되는 물 세척법에 추가조건(탈염수 양, 교반 및 온도)을 적용하여 탈염효율을 비교 연구하였다. 탈염수 양에 따른 효율실험결과 질량비 20배가 질량비 10배보다 효율은 높았지만, 그 정도가 2배에 미치지 못하여 경제적 측면에서 질량비 10배가 보다 효율적이었다. 또한 탈염처리 중 교반 및 가온에 따라 20~30%의 효율증대는 확인되었지만, 추가기법적용을 위한 에너지사용과 물리화학적 충격에 의한 유물손상의 위해성을 종합적으로 고려한다면 교반 및 가온에 따른 효율증대는 크지 않은 것으로 판단된다 .

This paper focused on desalination method for the underwater archaeological ceramics. The desalination method applied in this study takes additional conditions such as the amount of desalting water, temperature, and agitation conditions and compares the effects of desalt process. The result of efficiency rate appears that the twenty-times of the object weight of desalting water is more effective than that of ten-times one, but shows less economic compared to the cost. In addition, the research shows that the efficiency rate has been improved around 20 to 30 %, yet such improvement is not taken into account as an effective result considering the risk of damage from the physical and chemical impact and the consumption of energy in applying additional method.

본 연구에서는 경주 봉길리에서 출토된 청동검 한 점의 미세조직과 화학성분을 분석하였다. 그 결과 이 동검에는 납이 포함되지 않은 주석함량 10%의 청동합금이 사용되었으며 제작과정에 두드림 공정이 적용된 것으로 밝혀졌다 . 지금까지 보고된 한반도 출토 동검의 절대다수가 납 청동을 주조하여 제작된 것임을 고려할 때 무연청동에 두드림 공정을 적용하였다는 점에서 본 동검은 다른 것들과 구별된다. 이 동검은 고고학적 가치가 큰 희귀한 자료로서 고대 경주지방에 독특한 청동기 기술을 구사하는 집단의 존재 가능성을 시사한다.

A bronze dagger excavated from the historical site at Bongili in Gyeongju was examined for its microstructure and chemical compositions. The results show that it was forged out of the Cu-10 weight % Sn alloy having no lead. The application of forging in fabrication and the use of an unleaded alloy distinguish this artifact from other bronze daggers that have been reported in Korea, the majority of which were cast from leaded Cu-Sn alloys. This dagger is a rare and valuable archaeological material suggesting a unique bronze technology practiced in ancient Gyeongju area.

금속 유물 코팅제로 사용되는 V-Flon은 함께 사용되는 용제인 YK-D80의 늦은 휘발성으로 작업에는 용이하나, 후처리로 유물을 접합하거나 복원처리 시, 코팅제가 완전 경화되지 않고 흘러나오는 문제점이 발생한다. 따라서 함침처리 후에 코팅제의 경화 속도를 가속시키기 위해 열풍 건조기에서 경화시키는 경우가 대부분이다 . 이러한 V-Flon의 용제 휘발 속도의 문제점을 보완하고자 적용시키는 열풍 건조에 대한 문제점을 알아보고, 용제와 농도에 따른 변화 정도를 살펴보아 가장 효과적인 용제와 그 조성을 찾고자 하였다. 6 종류의 용제를 선정하였고 농도는 10%, 20%, 30%의 세 가지 농도로 함침 처리하여 시편을 제작하였다. 그리고 시편의 상태를 알아보기 위해서 금속 표면의 색상 및 광택변화, 코팅막 두께 측정, 코팅 후의 부식 실험, 접촉각을 통한 내수성 측정을 실시하여 코팅제의 안정성을 평가하였다. 자연 건조와 열풍 건조의 비교 실험 결과, 열풍 건조는 외부의 강제 건조로 데이터 값이 불안정하여 균일하고 안정한 코팅막 형성에는 문제가 있음을 확인할 수 있었으며, 용제의 농도에 따른 실험 결과 V-Flon을 Xylene 용제를 이용하여 10% 용액으로 제조하여 사용할 경우, 얇은 코팅막에도 불구하고 높은 수분 차단성을 가지고 있었으며, 낮은 광택과 색변화를 나타내는 안정된 코팅막을 형성할 수 있었다.

One of resins, V-Flon is useful as a coating material because YK-D80, which is a solvent for V-Flon, is not highly volatile. However, it can not completely harden and can flow out when metal artifacts are joined and restored in the process of the treatment. Therefore, after the impregnation process in order to accelerate the hardening speed of a coating material, usually a dry oven was adopted. This study focused on finding the problems on the dry oven which is employed to increase the speed and investigating the most effective solvent and its composition by checking any change occurred depending on the concentration of solvents. Six different types of solvents were selected and samples were prepared in a manner that they were impregnated with solvents in three concentrations respectively (10%, 20%, 30%). To determine the condition of the samples, the stability evaluation was performed by measuring the change of color and the gloss, the thickness of coated layers, the corrosion after coating, the water resistance by contact angles. Through the comparative experiments between the natural drying and the artificial drying using a dry oven, it was found that when the dry oven is used, some problems are identified on the point of forming a uniform and stable layer because of the unstable data collected from the forced artificial dry. The experiments performed using 3 different concentration rates (10%, 20%, 30%) presented that in the case of 10% V-Flon in Xylene (using as a solvent), its layer was thin as well as it showed the high water-barrier property, which allows it to form the stably coated layer with the lower gloss and color change.

이 연구는 부여 쌍북리유적에서 출토된 도가니 내부 유리 및 청동용융물질과 금동보살입상의 재료학적 특성 및 고고과학적 상관관계를 규명한 것이다. 도가니 내부의 유리질 용융물질은 주로 황록색과 적갈색을 띠는 PbO-SiO2계의 납유리로서 바륨과 안정제의 함량이 낮은 특징이 있다. 금속용융물질은 Cu, Sn, Pb의 합금으로 이루어진 청동으로 밝혀졌으며, 낮은 불순물 함량으로 미루어 고순도로 정련된 구리를 이용하여 제작되었음을 알 수 있다. 주석의 원광석으로는 석석이 이용된 것으로 판단된다. 금동보살입상의 청동소지도 구리의 함량이 높고 불순물의 함량이 낮아 고도로 정련된 원료를 사용하였으며, 쌍북리 유적의 공방에서 숙련된 기술을 바탕으로 제작되었을 가능성이 충분하다 . 또한 표면에는 고순도의 금을 아말감기법으로 도금한 것으로 밝혀졌다. 한편 도가니 내 납유리와 청동물질 및 금동보살입상의 납동위원소비는 일관된 결과를 보여주지 않는 것으로 보아 납광석의 원산지 해석에는 무리가 있는 것으로 판단된다 .

This study focused on the material characteristics and archaeometric relationship between the molten glass and bronze materials within the crucibles and gilt-bronze Bodhisattva statue excavated from the Ssangbukri site in Buyeo, Korea. Yellowish green to red brown vitreous material in the crucibles was identified as lead glass which contained scarce amount of BaO, and low Al2O3 and CaO. Metallic molten material was identified as bronze of copper-tin-lead alloy with low amount of impurities that indicated well-refined materials. Also, cassiterite was used for raw metal ore of tin. The Bodhisattva statue consisted of major copper with trace impurities in the core metal, and gold amalgam in the gilded layer. Though lead isotopic analysis showed contradictory results in each lead glass, bronze and Bodhisattva statue that required further examination, it could be stated that the statue was made in the Ssangbukri site based on the high-level technical skills of bronze production.

공주 계실리, 청원 연제리, 원주 법천사지 유적에서 출토된 철재의 화학조성 및 미세조직을 X-선형광분석, 금속현미경 및 주사전자현미경-에너지분산형분광기 등을 이용하여 각 유적별 사용된 원료광석과 제철 기법에 대하여 알아보았다. 우선 각 유적별 주성분을 분석한 결과 공주 계실리 유적 출토 철재는 보통 고대에서 발견되는 철재의 전철량인 30~50% 범위에 속하는 39~44%로 나타났다. 조재량은 15~21%로 고대에 나타나는 보통의 양이다. 청원 연제리 유적은 제철로가 확인되었고, 수습된 철재의 전철량은 41~43%이며, 조재량도 18~30%로 일반적인 전철 및 조재량을 보였다. 그러나 원주 법천사지 유적의 경우 주거지내에서 철재만이 수습되었고, 제철 유적은 확인되지 않았다. 또한 주성분 분석결과 전철량은 52~57%, 조재량은 8~14%이다. 이 함유량은 공주 계실리와 청원 연제리보다 전철량이 높고, 조재량이 낮은 것으로서 철재와 철의 분리가 다른 지역에 비해 원활하게 이루어지지 못했음을 보여준다. 또한 미량성분 분석결과 공주 계실리 유적은 Ti과 V, Zr의 함량이 다른 유적들에 비하여 높게 나타나며, 미세조직에서는 magnetite와 ulvospinel이 나타나는 것으로 보아 원재료로서 사철을 사용했음을 확인 할 수 있었으며 청원 연제리와 원주 법천사지는 철광석으로 제련된 철재로 확인되었다. 미세 조직 관찰 결과 청원 연제리 출토 철재는 회색장주상의 fayalite가 나타나고, 원주 법천사지는 거상의 wustite가 주상으로 확인되었다. 즉, 청원 연제리 출토 철재는 제련 작업 시 생성된 철재이고, 원주 법천사지는 출토 지점과 분포된 조직 양상을 보아 단야 작업 과정에서 생성된 철재임을 확인할 수 있었다 .

The slag excavated from Gyesil-ri in Gongju, Yeonje-ri in Cheongwon and Beopcheonsaji (temple) site in Wonju are analyzed by X-ray Fluorescence Analyzer, metallurgical microscope, SEM-EDS etc., for chemical composition and microstructure to figure out the raw material and the iron manufacturing technique. First of all, as a result of principal component analysis, the total Fe-content of slag from Gyesil-ri is 39 to 44% and the modified rate is 15 to 21%, which is common in ancient iron slag. Yeonje-ri site is found the ancient iron-smelting furnace. The total Fe-content of slag from Yeonje-ri is 41 to 43% and modified rate is 18~30%, which is also the general value in the ancient slag. However only slag is excavated in the residential area at Beopcheonsaji site and there is no iron making relic. In addition, the result of principal component analysis contains that the total Fe-content of Beopcheonsaji site is 52 to 57%, and modified rate is 8 to 14%. It shows that the total Fe-content of Beopcheonsaji site is higher than relic from Gyesil-ri and Yeonje-ri and the modified rate is lower than other sites. This results mean that recollecting rate of Fe in Beopcheonsaji site is lower than other sites. Also, as a result of minor elements analysis, the slag from Gyesil-ri has the higher level of Ti, V and Zr than other sites and the microstructure are observed as magnetite and ulvospinel, so that the raw material of slag is iron sand. But the slag from Yeonje-ri and Beopcheonsaji site are identified to use iron ore. As a result of microstructure observation, fayalite, gray-columnar crystal, is found in the slag from Yeonje-ri and big wustite as main phase is observed in the slag from Beopcheonsaji site. This study show that the slag from Yeonje-ri is made of smelt ash produced during smelting works and the slag from Beopcheonsaji site is made of forging ash produced during forging work concerning the excavated location and the microstructure.

무황변 가역성 도자기 복원 재료를 위하여 우레탄을 제조하여 이용하였다. 이 저점도형 우레탄은 사용자가 강도 조절이 가능하도록 제조하였다. 이 우레탄 복원재는 매우 강한 접착 강도와 전단 강도를 나타내고 있으며, 그간 일반적으로 사용되어온 에폭시 복원재와 같은 충진성, 수축성, 도색성을 갖도록 제조되었다. 특히, 현재 일반적으로 사용되는 에폭시계 복원재의 문제점인 황변 현상과 비가역성 문제를 해결함으로서, 도자기의 복원의 항구성과 지속적인 안정성을 부여할 수 있을 것으로 보인다. 또 본 우래탄 복원재를 이용하여 도자기를 직접 적용 복원하였으며 복원 후, 이를 재 용해하여 복원제를 완벽히 제거하는 과정을 통하여 복원의 가역성도 보이고자 하였다.

We fabricated urethane material based on properties of reversible and unfading for antic-ceramics restoration. This material with low viscosity was made hardness control possible that user want. And it have very strong adhesion and shear strength properties and is shown the best properties for pigment filling, anti-contractibility, coloring as like epoxy system materials. Particularly, the yellowing and ir-reversibility problem in epoxy restoration material were finally solved. So, there is guarantee in the eternity and stabilization of restoration for antic-celamics. And in order to show the reversible state of the restoration, we successfully dissolve this urethane materials in solvent after perfect restoring subsequently.

이 연구는 약 2년에 걸친 칠백의총(사적 제105호) 중봉조헌선생일군순의비의 보존처리와 복원에 대한 것이다. 이 비는 일제시대(1940년)에 폭파되는 수난을 겪은 후 1971년에 복원되었으나 형태왜곡, 이질감, 구조적 안정성 등의 다양한 문제가 나타났다. 따라서 이 비의 원형을 복원하고자 다양한 과학적 연구와 함께 보존처리 및 복원이 이루어졌다. 특히 유실된 비좌를 복원 제작하고 이수와 비신을 다시 한 몸체로 접합하였으며, 이수 결실부위는 산지해석을 통해 신석으로 대체한 후 복원안을 수립하여 원형의 모습을 재현하였다.

This study was focused on conservation treatment and restoration of the monument for Jo Heon and the Soldiers in Chilbaeguichong. The monument has been ruined by bombing in the era of Japanese colonial(1940) and restored in 1971. Nevertheless, it still showed serious problems such as loss of original form, structural instability, and unnatural appearance. In order to improve its conservation state, the stele basement which was lost by bombing was restored and combined with body and top stones. The broken part of the top stone was also restored with new material through provenance interpretation.

감은사지서삼층석탑의 표면오염물과 세척사례 조사 연구는 부재 표면에서 관찰되는 무기오염물의 성분분석과 오염물 제거 방법을 선정하기 위해 실시하였다. 표면오염물 조사는 육안관찰과 주사전자현미경, XRD를 이용하여 오염물의 상태를 파악하고 정성․정량분석을 통해 비교․분류하였다. 분석결과, 표면오염물은 철화합물이나 황화합물 등 화합물로 존재하며, 결정 형태는 원형, 타원형, 침상, 각형이 주를 이룬다. 오염물을 제거할 수 있는 방법을 검토한 결과, 미립재를 와류형식으로 분사하는 저압와류세척방법이 적당한 것으로 사료된다.

Analytic research on the surface pollutant of the three storied-pagoda at the west of Gameunsaji site as well as studies of previous wet cleaning cases was undertaken in order to decide cleaning method for removing inorganic pollutants. The status of pollutant was examined by naked eye observation, SEM-EDS, XRD. Then it was compared and categorized through qualitive and quantitative analysis. The result showed that the surface pollutants consisted of iron compounds or sulfur compounds and it was crystallized in the form of circle, oval, needle, etc. Result, Low-pressure rotating vortex process cleaning, with which particular matters are sprayed in swirl, is considered to be the best method to remove the pollutants.